Prüfung von Kabeln. Brandschutz in Schienenfahrzeugen - DIN ( )

Transkript

1 Brandschutz in Schienenfahrzeugen DIN (200905) Prüfung von Kabeln Vertikale Flammenausbreitung nach DIN EN : (ersetzt DIN EN ) für Kabel und Leitungen incl. Datenleitungen Das PropangasLuftGemisch des Brenners erzeugt eine 180 mm lange Flamme mit einem Innenkegel von 55 mm und einer Leistung von 1 kw. Der Brenner wird in einem Abstand von 475 mm vom unteren Ende der oberen Befestigung in einem Winkel von 45 für die Dauer der Flammenbeanspruchung (siehe Tabelle) so auf die Probe gerichtet, dass die Spitze des inneren blauen Kegels auf die Oberfläche trifft. Außendurchmesser D der Probe (mm) Dauer der Flammeneinwirkung (s) D < D < D D > Tab. 1: Dauer der Flammeneinwirkung in Abhängigkeit des Außendurchmessers nach DIN Die Prüfung gilt als bestanden, wenn bei der Flammenausdehnung nach oben der Abstand zwischen dem unteren Ende der oberen Befestigung und dem Beginn der Verkohlung mehr als 50 mm beträgt und Flammenausdehnung nach unten sich die Flamme nicht um mehr als 540 mm vom unteren Ende der oberen Befestigung ausdehnt. Wird die Prüfung nicht bestanden, so sind zwei weitere Prüfungen durchzuführen. Beide Prüfergebnisse müssen die Anforderungen erfüllen. Bricht oder schmilzt der Leiter eines Kabels oder Leiters mit einem Querschnitt < 0,5 mm 2 in der Prüfung nach DIN EN so ist die Prüfung nach DIN EN durchzuführen, sie entspricht der oben beschriebenen Prüfung, als Zündquelle wird eine leuchtende Flamme verwendet. Prüfung der senkrechten Flammenausbreitung nach EN an Kabeln und Leitungen ohne Datenleitungen Bei der Prüfung nach EN (Prüfart C) die einen Kabeldurchmesser > 12 mm haben. Die Prüfungen werden in einer Prüfkammer (Kabelschacht) mit den Abmessungen (h x b x t) 4 x 1 x 2 [m] durchgeführt. Ein leiterartiges Prüfgestell wird mit Kabeln belegt und vertikal im Kabelschacht montiert, der durch eine im Boden befindliche Öffnung von 400 x 800 [mm] mit einem Luftdurchsatz von 5 m³/min belüftet wird. Die Kabel werden mit einem PropanLuftgemisch betriebenen Brenner für 20 min mit einer Leistung von ca. 20 kw beaufschlagt. Der Brenner wird in einer Höhe von 600 mm und in einem Abstand zu den Kabeln von 75 mm angeordnet. Die Länge der Probestücke beträgt 3,5 m. Die Gesamtanzahl der Probestücke ist so zu wählen, dass sich nominal ein Volumen an nichtmetallenem Werkstoff von 1,5 l/m der Probe ergibt. Die Kabel werden in einer oder mehreren Lagen auf der Vorderseite der Leiter befestigt. Hierbei werden Kabel mit einem Leiterquerschnitt > 35 mm² mit Abstand und alle anderen Kabel ohne Abstand auf der Leiter befestigt. CURRENTA GmbH & Co. OHG CHEMPARK Leverkusen Deutschland

2 Seite 2 / 5 D_DIN 55102_2009_Kabel_ doc Kabel auf Leiter montiert Höhe 4 m Breite 1 m Tiefe 2 m Die Länge der Probestücke beträgt 3,5 m. Die Gesamtanzahl der Probestücke ist so zu wählen, dass sich nominal ein Volumen an nichtmetallenem Werkstoff von 0,5 l/m der Probe ergibt. Die Kabel werden in einer oder mehreren Lagen auf der Vorderseite der Leiter befestigt. Zuluftöffnung Brenner Brenner Kabel Ansicht Leiter Draufsicht Abb. 1: Kabelschacht nach EN Leiter Brennerunterkante < 2,5 m beträgt. Der verbrannte Bei der Prüfung nach EN (Prüfart D) die einen Kabeldurchmesser < 6 mm haben. Abb. 2: Befestigung mit Abstand, Leiterquerschnitt > 35 mm² Abb.3: Befestigung ohne Abstand, Leiterquerschnitt 35 mm² Abb. 4: Prüfung der senkrechten Flammenausbreitung Brennerunterkante < 2,5 m beträgt. Der verbrannte Bei der Prüfung nach EN (Prüfart D) die einen Kabeldurchmesser > 6 mm < 12 mm haben. Die Belegung der Leiter besteht aus Bündeln von ungefähr 20 mm Durchmesser mit einem Abstand zueinander vom halben Bündeldurchmesser und folgenden Bedingungen: a) mindestens zwei Bündel sind zu prüfen; b) die Anzahl der Bündel ist durch die Forderung zu bestimmen und unter der Voraussetzung von a), dass ein Gesamtvolumen von nominal 0,5 l/m an nichtmetallenem Werkstoff verwendet wird; c) die Länge der Bündel muss 2,5 m betragen; d) die Bündelung muss, wie nachstehend beschrieben, erfolgen; e) die Anzahl der geprüften Bündel und das jeweilige NMW sind zu notieren; f) die zu prüfenden Kabel und Leitungen sind so auszuwählen, dass das Gesamtvolumen an nichtmetallenem Werkstoff (NMW) in den zu prüfenden Bündeln > 0,4 l/m und < 0,6 l/m ist. Durchmesser des Kabels oder der Leitung d Anzahl der Kabel und Leitungen im Bündel d 3,3 mm 37 3,3 mm < d 4,3 mm 19 4,3 mm < d 6 mm 12 Tab. 2: Anzahl Leitungen im Bündel in Abhängigkeit vom Durchmesser eines Kabels

3 Seite 3 / 5 D_DIN 55102_2009_Kabel_ doc Die Kabel und Leitungen eines Bündels sind in der gegebenen Anzahl zu legen und dann in einer Richtung zu verseilen, wobei eine Schlaglänge von etwa 15 D erreicht werden muss (mit D: Durchmesser des Bündels). Zur examplarischen Darstellung einer Kabelbündelung vgl. Abb.6. Brennerunterkante < 1,5 m beträgt. Der verbrannte Messung der Rauchgasdichte nach DIN EN an Kabeln und Leitungen incl. Datenleitungen Die optische Rauchgasdichte wird in einer würfelförmigen Prüfkammer mit einer Seitenlänge von 3 m bestimmt. Ein Ventilator sorgt für eine homogene Verteilung des Rauches. Die Transmisssion wird in der Mittelachse der Prüfkammer mit einem photometrischen System bestimmt. Ein Windschild soll eine stabile Flamme gewährleisten. Windschild Halterung für Kabel Wanne mit Alkohol 3 m Die Prüfkörper werden horizontal über der Blechwanne angeordnet. Es wird eine Prüfung geprüft. Entspricht das Ergebnis nicht den Anforderungen, sind zwei weitere Prüfungen durchzuführen. Beide Prüfergebnisse müssen die Anforderungen erfüllen. Jede Prüfung dauert 40 Minuten. Die Länge der Kabel soll 1 m sein. Die Anzahl der Kabel und Leitungen oder Bündel ist der Tabelle zu entnehmen: Außendurchmesser der Kabel und Leitungen (D) [mm] Anzahl der Proben Kabel und Leitungen Bündel 4 ) D > < D < D 20 5 < D 10 1 < D N 1 1 ) 3 ) N 2 2 ) 3 ) 1) N 1 = 45/D Kabel 2) 2 = 45/3D Kabel 3) Die Werte von N 1 und N 2 sind auf die nächste ganze Zahl abzurunden, um die zu prüfende Anzahl der Kabel und Leitungen oder Bündel zu erhalten. 4) Jedes Bündel muss aus 7 Kabeln und Leitungen bestehen, die mit einer Schlaglänge von 20D bis 30D miteinander verseilt und mit zwei Windungen eines Drahtes von 0,5 mm Durchmesser in der Mitte und im Abstand von jeweils 100 mm zu beiden Seiten der Probenmitte zusammenzubinden sind (siehe Bild). Tabelle 3: Anzahl der Prüfkörper 3 m Lichtpfad Höhe: 2,15 m Raumvolumen: 27 m³ Höhe: 3 m Ventilator (10 15) m³/min Abb. 6: Kabelbündel (7 Kabel; verseilt und zusammengebunden) Abb. 5: Schematische Darstellung der Prüfkammer (Cube) Als Zündquelle wird ein Brennstoffgemisch aus 90 % Ethanol, 4 % Methanol und 6 % Wasser verwendet, welches sich in einer Blechwanne befindet.

4 Seite 4 / 5 D_DIN 55102_2009_Kabel_ doc Messung der Toxizität Aufbauelemente von Kabeln und Leitungen müssen nach 9.2 von EN geprüft werde. Voraussetzung ist die Prüfung der Halogenfreiheit nach DIN EN Es wird 1 g Probenmaterial in der Prüfapparatur bei einer Lufttemperatur von 800 C verbrannt. Es wird ein Luftdurchsatz von 120 l/h eingestellt und über die Versuchsdauer von 20 min. konstant gehalten. Rohrofen Bei Kabeln wird für jede einzelne brennbare Komponente ein ITCWert berechnet. Berechnung: 100 I T. C. m M CC z. M z = Masse (mg) der ermittelten Gaskomponente bezogen auf einen Materialeinsatz von 1 g CC z = Kritische Konzentration (mg/m³) z Für die Produktbeurteilung wird der Mittelwert aus Waschflaschen Quarzrohr Probe Luft 3 Einzelbestimmungen herangezogen. Die Anforderungen der Materialien stehen in der EN Tabelle 1 (Mantelwerkstoffe) und Tabelle 2 (Füllstoffe, Bänder und Bindemittel). Abb. 7: Prüfapparatur nach NFX Die entstehenden Gase werden durch Waschflaschen geleitet. Der Inhalt der Waschflaschen wird nach Versuchende spektroskopisch bzw. nasschemisch auf den Gehalt der Gaskomponenten HCN, NO x und SO 2 untersucht. Für die Bestimmung der Gaskomponenten CO und CO 2 werden die Gase in einem Probenbeutel gesammelt und anschließend durch einen IRAnalysator ausgewertet. Rauchgaskomponente Referenzkonzentration CC z in (mgm 3 ) Kohlendioxid CO Kohlenmonoxid CO 1750 Cyanwasserstoff HCN 55 Stickoxide NO X 90 Schwefeldioxid SO Tabelle 4: Zu analysierende Rauchgaskomponenten und Referenzkonzentrationen Alternativ zu der oben beschriebenen Bestimmung der Toxizitätsuntersuchung kann die Rauchgastoxizität auch gleichzeitig in der endanwendungsbezogenen Prüfung nach DIN EN oder DIN EN erfolgen. Die Toxizität der Rauchgase wird dann durch FTIRSpektroskopie ermittelt. Bei endanwendungsbezogenen Prüfungen sind die Konzentrationen der Rauchgaskomponenten in Zeitintervallen von höchstens 1 min zu bestimmen. FED ( t zul ) 8 i1 Cti ( tzul ) 1 C 30min Die Beurteilung der Rauchgastoxizität erfolgt dann auf der Basis des FEDKonzeptes (FED fraktionelle effektive Dosis). Die FED wird für den Zeitpunkt t = t zul ermittelt (t zul zulässige Expositionsdauer im Fahrzeug), für Kabel und Leitungen ohne Datenleitungen bei Innenanwendung 30 Minuten, bei Außenanwendung 15 Minuten. i

5 Die CURRENTA Brandtechnologie ist ein durch die DAkkS nach DIN EN ISO/IEC akkreditiertes Prüflaboratorium. Die Akkreditierung gilt für die in der Anlage der Urkunde aufgeführten Prüfverfahren, die nationale, europäische und internationale brandtechnologische Prüfmethoden für Materialien des Verkehrssektors (Straße, Schiene, Luft, See), sowie des Bau, Elektro und Consumerbereiches einschließen. Für diese Prüfverfahren ist die CURRENTA Brandtechnologie berechtigt, dass kombinierte MRAZeichen der Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) und der International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) zu nutzen. Das multilaterale Abkommen ILAC Mutual Recognition Arrangement (MRA) regelt die gegenseitige Anerkennung der Prüfleistungen akkreditierter Laboratorien in allen ILACMitgliedsstaaten (u.a. Deutschland, Frankreich, Großbritanien, Italien, Kanada, Schweiz, USA). Damit wird national und international anerkannt, dass die Currenta Brandtechnologie die in der Urkunde aufgeführten Prüfleistungen kompetent durchführen kann. Durch die Teilnahme an regelmäßigen Rundversuchen, organisiert z.b. von CERTIFER oder ISO, stellt die Brandtechnologie eine gleichbleibend hohe Qualität der Prüfergebnisse sicher. CURRENTA GmbH & Co. OHG ANT / Brandtechnologie CHEMPARK Leverkusen, Gebäude B411 brandtechnologie@currenta.de Internet : Ihre Ansprechpartner: Michael Halfmann Tel. +49 (0) michael.halfmann@currenta.de Frank Volkenborn Tel. +49 (0) frank.volkenborn@currenta.de Michael Kalkbrenner Tel. +49 (0) michael.kalkbrenner@currenta.de KarlHeinz Richter Tel. +49 (0) karlheinz.richter@currenta.de Die Inhalte dieses Informationsblattes wurden mit größter Sorgfalt erstellt. Für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Inhalte können wir jedoch keine Gewähr übernehmen.